ES2461440B2 - Device for the use of multi-rotor marine currents with polygonal structure - Google Patents

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Abstract

Dispositivo para el aprovechamiento de las corrientes marinas multi-rotor con estructura poligonal que comprende un conjunto de unidades generadoras (1) extraíbles y unidades de empuje o flotadores (2), soportados por una estructura principal con forma de polígono, complementados por una estructura de estabilización con celosías (20, 21) o tirantes (22), en cuyo centro puede situarse un domo central 7. El dispositivo está sujeto al fondo por medio de cables de fondeo (10), cuya longitud es regulable por medio de chigres (9). Las unidades de empuje (2) disponen de tanques de lastrado, que al ser llenados o vaciados, cambian el empuje y la orientación del dispositivo. Gracias a la acción combinada de lastres y chigres, cuando cambia la marea el dispositivo gira y se orienta de forma autónoma, trabajando siempre los rotores con la orientación y profundidad óptima en función de la corriente.Device for the use of multi-rotor marine currents with polygonal structure comprising a set of removable generating units (1) and thrust units or floats (2), supported by a polygon-shaped main structure, complemented by a structure of stabilization with lattices (20, 21) or braces (22), in whose center a central dome can be placed 7. The device is attached to the bottom by means of anchoring cables (10), whose length is adjustable by means of winches (9 ). The push units (2) have ballast tanks, which when filled or emptied, change the thrust and orientation of the device. Thanks to the combined action of ballasts and winches, when the tide changes the device rotates and is oriented autonomously, always working the rotors with the optimum orientation and depth depending on the current.

Description

Dispositivo para el aprovechamiento de las corrientes marinas multi-rotor con estructura poligonal DESCRIPCIÓN Device for the use of multi-rotor marine currents with polygonal structure DESCRIPTION

5 Campo de la invención La presente invención se engloba dentro del campo de las energías renovables marinas, y más concretamente se refiere a un dispositivo de segunda generación, para el aprovechamiento de la energía de las corrientes marinas, tanto inerciales como mareales. Field of the Invention The present invention falls within the field of marine renewable energies, and more specifically refers to a second generation device, for harnessing the energy of marine currents, both inertial and tidal.

10 Antecedentes de la invención En la actualidad, existe un marcado interés en el aprovechamiento de las energías renovables marinas. Entre ellas, el aprovechamiento de la energía de las corrientes producidas por la circulación general del agua de los océanos y por las mareas, puede contribuir de forma significativa al “mix energético” y ayudar a cumplir los objetivos Background of the invention At present, there is a marked interest in the use of marine renewable energies. Among them, the use of the energy of the currents produced by the general circulation of ocean water and the tides can contribute significantly to the “energy mix” and help meet the objectives

15 energéticos ligados al cambio climático. A nivel mundial, se estima que la energía extraíble de las corrientes marinas es del orden de 800 TWh/año. 15 energy linked to climate change. Globally, it is estimated that the extractable energy of marine currents is of the order of 800 TWh / year.

En la actualidad existen múltiples diseños y prototipos de generadores para obtener energía de las corrientes. De modo global se consideran como de primera generación los apoyados There are currently multiple designs and prototypes of generators to obtain energy from the currents. Globally, those supported are considered first-generation

20 en el fondo marino (limitados a profundidades de unos 40 m), de segunda generación (ideales para profundidades mayores, que es dónde se encuentran las mejores localizaciones) los flotantes o sumergidos que se unen al fondo a través de un sistema de fondeo específico y de tercera generación, los diseñados para campos marginales en los que la velocidad de la corriente es muy baja. 20 on the seabed (limited to depths of about 40 m), second generation (ideal for greater depths, which is where the best locations are located) the floating or submerged that join the bottom through a specific funding system and third generation, those designed for marginal fields in which the speed of the current is very low.

25 Entre los dispositivos de segunda generación hay diseños con un solo generador y rotor, o con varios, destacándose los desarrollos de Oceanflow (Evopod), Hydratidal (Morild), Tidalstream (Triton) y Soermar-UPM (GESMEY). Un elemento clave de estos dispositivos son las unidades generadoras, compuestas por un rotor y el conjunto electromecánico de 25 Among the second generation devices there are designs with a single generator and rotor, or with several, highlighting the developments of Oceanflow (Evopod), Hydratidal (Morild), Tidalstream (Triton) and Soermar-UPM (GESMEY). A key element of these devices are the generating units, composed of a rotor and the electromechanical assembly of

30 conversión de energía (PTO) que, cuando son de potencia reducida (entre 30 y 300 kW), pueden ser utilizados como unidades modulares, lo que permite su mantenimiento por sustitución. Entre los desarrollos de estas unidades, destacan las de las compañías Tocardo, Schotell y Verdant Power. 30 energy conversion (PTO) which, when reduced power (between 30 and 300 kW), can be used as modular units, allowing maintenance by replacement. Among the developments of these units, those of the Tocardo, Schotell and Verdant Power companies stand out.

35 Dentro de las patentes relacionadas con los dispositivos de segunda generación, se pueden destacar las tres obtenidas por el grupo de I+D GITERM de la UPM, que presenta esta nueva patente: ES 2284411 B2, ES 2341311 B2 y ES 2367616 B2, con distintas variantes de un dispositivo mono-generador y, por otro lado, las de dispositivos flotantes o sumergidos multi-rotor como las GB2471874A, GB2450962A, WO2012175955A1 y WO2013066897A2. 35 Within the patents related to second generation devices, the three obtained by the GITERM R&D group of the UPM, which presents this new patent: ES 2284411 B2, ES 2341311 B2 and ES 2367616 B2, can be highlighted. different variants of a mono-generator device and, on the other hand, those of floating or submerged multi-rotor devices such as GB2471874A, GB2450962A, WO2012175955A1 and WO2013066897A2.

imagen1image 1

5 En estas últimas, los generadores están soportados por estructuras que hacen complicado el proceso de mantenimiento a flote, dado que no están diseñadas para amortiguar los movimientos inducidos por el oleaje y presentan problemas para el funcionamiento con corrientes que cambian de sentido como las producidas por las mareas. 5 In the latter, the generators are supported by structures that make the maintenance process afloat complicated, since they are not designed to dampen the movements induced by the waves and present problems for operation with currents that change direction as those produced by the tides.

10 Por todo ello, se ha detectado el interés de diseñar un dispositivo de segunda generación de tipo multi-rotor que: optimice el peso de la estructura, se adapte al sentido de las corrientes y facilite las operaciones de traslado y mantenimiento, reduciendo todo lo posible sus costes de capital, operación y mantenimiento, a lo largo de su ciclo de vida. 10 For all these reasons, the interest of designing a second generation multi-rotor device has been detected that: optimizes the weight of the structure, adapts to the direction of the currents and facilitates the transfer and maintenance operations, reducing everything possible capital costs, operation and maintenance, throughout its life cycle.

15 Este objetivo se consigue por medio de la invención tal y como está definida en la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones preferidas de la invención. This objective is achieved by means of the invention as defined in claim 1. Preferred embodiments of the invention are defined in the dependent claims.

Descripción de la invención Description of the invention

20 La presente invención se refiere a un dispositivo para el aprovechamiento de las corrientes marinas multi-rotor con estructura poligonal que comprende una pluralidad de unidades generadoras modulares extraíbles y una pluralidad de unidades de empuje o flotadores en número similar al de las unidades generadoras. The present invention relates to a device for the use of multi-rotor marine currents with a polygonal structure comprising a plurality of removable modular generating units and a plurality of thrust units or floats in a number similar to that of the generating units.

25 El dispositivo objeto de la invención tiene la particularidad de que las unidades generadoras y las unidades de empuje se sitúan según una disposición poligonal, en los lados y/o vértices de dicha disposición poligonal, estando alternadas entre sí cada unidad generadora con cada unidad de empuje para disminuir los esfuerzos en las estructuras. Adicionalmente, el dispositivo se caracteriza porque se disponen para la conexión de las unidades The device object of the invention has the particularity that the generating units and the pushing units are located according to a polygonal arrangement, on the sides and / or vertices of said polygonal arrangement, each generating unit being alternated with each unit of push to reduce stress on structures. Additionally, the device is characterized in that they are arranged for the connection of the units

35 superficie del agua para su traslado y para la realización de operaciones de mantenimiento a 35 water surface for transfer and for maintenance operations to

30 generadoras y las unidades de empuje primeros elementos de conexión principales y elementos de conexión complementarios y para la conexión de al menos las unidades de empuje con el centro del polígono, segundos elementos de conexión principales, todos ellos configurados para dotar de rigidez a la estructura poligonal resultante, de forma que el dispositivo podrá trabajar sumergido en posición vertical para obtener energía o flotar en la imagen2De esta manera, al estar las unidades generadoras y las unidades de empuje soportadas 30 generators and the push units first main connection elements and complementary connection elements and for the connection of at least the push units with the center of the polygon, second main connection elements, all configured to provide rigidity to the structure resulting polygonal, so that the device can work submerged in an upright position to obtain energy or float in the image2 In this way, being the generating units and the pushing units supported

imagen3image3

5 por estructuras simples, se consigue facilitar el proceso se mantenimiento a flote, dado que dichas estructuras simples han sido diseñadas para ayudar a amortiguar los movimientos inducidos por el oleaje en las citadas unidades y funcionan de forma correcta aun cuando se producen los cambios de corriente que cambian de sentido como los producidos por las mareas. Por consiguiente, el dispositivo es apto para el aprovechamiento de la energía de 5 by simple structures, it is possible to facilitate the maintenance process afloat, since these simple structures have been designed to help dampen the movements induced by the waves in the aforementioned units and work correctly even when the current changes occur that change direction like those produced by the tides. Therefore, the device is suitable for harnessing the energy of

10 las corrientes marinas de cualquier tipo, en zonas de media y alta profundidad. 10 marine currents of any kind, in areas of medium and high depth.

Por consiguiente, el conjunto (unidades y elementos de conexión) de esta invención está diseñado para reducir los costes del ciclo de vida de un parque de generadores marinos, facilitando la fabricación en serie de elementos de peso y tamaño razonables, su transporte Therefore, the assembly (units and connection elements) of this invention is designed to reduce the life cycle costs of a marine generator park, facilitating the mass production of elements of reasonable weight and size, their transportation

15 y montaje, permitiendo el uso de medios de transporte y mantenimiento marítimos de coste reducido y aumentando la disponibilidad y factor de utilización del conjunto. 15 and assembly, allowing the use of means of transport and maritime maintenance of reduced cost and increasing the availability and utilization factor of the set.

En un primer aspecto de la invención, las unidades de empuje se podrán disponer en los vértices del polígono y las unidades generadoras se dispondrán de forma equidistante entre 20 dos unidades de empuje consecutivas en el punto medio del lado correspondiente del polígono. Del mismo modo, y de forma alternativa, las unidades generadoras se podrán disponer en los vértices del polígono y las unidades de empuje se dispondrán de forma equidistante entre dos unidades generadoras consecutivas en el punto medio del lado correspondiente del polígono. Ambas disposiciones son válidas para el objeto de la presente In a first aspect of the invention, the thrust units may be arranged at the vertices of the polygon and the generating units shall be arranged equidistant between two two consecutive thrust units at the midpoint of the corresponding side of the polygon. In the same way, and alternatively, the generating units may be arranged at the vertices of the polygon and the thrust units will be arranged equidistant between two consecutive generating units at the midpoint of the corresponding side of the polygon. Both provisions are valid for the purpose of this

25 invención. Invention

En otro aspecto de la invención, se podrá disponer un domo central, situado en el centro geométrico del polígono, el cual estará conectado a las unidades de empuje y/o a las unidades generadoras por medio de los segundos elementos de conexión principales, 30 disponiéndose en el interior del domo central equipos complementarios, entre los cuales se incluyen de forma preferente, los equipos de control de fondeo, lastrado, convertidores electrónicos, aparamenta y sistemas diversos. Adicionalmente, en el domo central y/o en algunas de las unidades de empuje y/o unidades generadoras situadas en distintos puntos del polígono, se podrán disponer correspondientes chigres, cuyos cables de fondeo fijan el imagen435 In another aspect of the invention, a central dome may be provided, located in the geometric center of the polygon, which will be connected to the pushing units and / or to the generating units by means of the second main connecting elements, 30 being arranged in the interior of the central dome complementary equipment, among which are included preferentially, the mooring control equipment, ballasting, electronic converters, switchgear and various systems. Additionally, in the central dome and / or in some of the thrust units and / or generating units located at different points of the polygon, corresponding winches may be provided, whose anchoring cables fix the image4 35

imagen5image5

En otro aspecto de la invención, se podrá hacer, de forma alternativa, que cada una de las In another aspect of the invention, it may alternatively be possible that each of the

5 unidades generadoras se conecte con respectivos cables de longitud fija a una boya sumergida giratoria, que a su vez esté fijada al fondo marino con un sistema de fondeo, adaptándose dicha boya sumergida giratoria de forma automática a la dirección de la corriente. Es decir, la boya giratoria es la que realiza el giro del conjunto estructural del dispositivo en el eventual caso de que sea necesario dicho giro, o bien por labores de 5 generating units connect with respective fixed-length cables to a rotating submerged buoy, which in turn is fixed to the seabed with a anchoring system, said rotating submerged buoy adapting automatically to the direction of the current. That is to say, the rotating buoy is the one that performs the rotation of the structural assembly of the device in the event that such rotation is necessary, or by work of

10 mantenimiento o transporte, o por cambios en el sentido de la corriente de agua. En principio, como boya puede utilizarse la de la patente ES 2367616 B2, del mismo solicitante. 10 maintenance or transport, or changes in the direction of the water flow. In principle, as a buoy, the patent ES 2367616 B2 of the same applicant can be used.

En lo referente a las unidades generadoras, cada una de ellas podrá disponer de un rotor con varias palas y de un cuerpo estanco que incluye los elementos de conversión de With regard to the generating units, each of them may have a rotor with several blades and a sealed body that includes the conversion elements of

15 energía hidrocinética en mecánica. Además, cada una de dichas unidades generadoras son unidades extraíbles situadas en la periferia de la estructura poligonal del dispositivo, y están configuradas para efectuar su mantenimiento a flote o ser sustituidas por otras mediante una grúa asociada a una embarcación. 15 hydrokinetic energy in mechanics. In addition, each of said generating units are removable units located on the periphery of the polygonal structure of the device, and are configured to be maintained afloat or replaced by others by a crane associated with a vessel.

20 Por tanto cada unidad generadora es modular y extraíble y se denominarán de forma genérica UGEX. Cada unidad generadora, además, está compuesta internamente por un tren electro-mecánico de potencia, incluyendo el generador eléctrico rotativo, y cada unidad está conectada al dispositivo por medio de un cable umbilical con un conector que permite su conexión y desconexión a flote. 20 Therefore, each generating unit is modular and removable and will be generically called UGEX. Each generating unit, in addition, is internally composed of an electro-mechanical power train, including the rotating electric generator, and each unit is connected to the device by means of an umbilical cable with a connector that allows its connection and disconnection afloat.

25 Por su parte, cada unidad de empuje o flotador incorpora tanques de lastre configurados para variar su nivel de flotación y el del dispositivo, incorporando algunas de dichas unidades de empuje equipos complementarios. De forma más concreta, cada unidad de empuje dispone de cuerpos de entrada y salida currentiformes, en cuyo interior van 25 On the other hand, each thrust unit or float incorporates ballast tanks configured to vary its level of flotation and that of the device, incorporating some of said thrust units complementary equipment. More specifically, each thrust unit has currentiform input and output bodies, inside which they go

30 dispuestos una serie de tanques de lastre, que al llenarse o vaciarse con agua, permiten controlar las fuerzas hidrostáticas y, en consecuencia, regular la posición y orientación del dispositivo, tanto sumergido como flotando. En lo que se refiere a los equipos complementarios, pueden incluirse los convertidores electrónicos, los equipos de control del lastrado y de los chigres de fondeo. La sección y separación de las unidades de empuje o 30 arranged a series of ballast tanks, which when filled or emptied with water, allow control of hydrostatic forces and, consequently, regulate the position and orientation of the device, both submerged and floating. With regard to complementary equipment, electronic converters, ballast control equipment and anchoring gauges may be included. The section and separation of the thrust units or

35 flotadores tiene una influencia positiva en el comportamiento en la mar del dispositivo 35 floats have a positive influence on the sea behavior of the device

imagen6image6

cuando está flotando, durante las labores de transporte, instalación y, sobre todo, durante el mantenimiento. Las unidades de empuje tienen posibilidad de giro según un eje horizontal, estando configuradas para que, cuando cambia el sentido de la corriente, como consecuencia del ciclo de marea, dichas unidades de empuje puedan girar sobre el eje when it is floating, during transport, installation and, above all, during maintenance. The pushing units have the possibility of turning along a horizontal axis, being configured so that, when the direction of the current changes, as a consequence of the tidal cycle, said pushing units can rotate on the axis

5 horizontal gracias a la acción sobre los tanques de lastre, manteniendo la profundidad deseada con la ayuda del sistema de fondeo. Cuando las unidades de empuje están en posición horizontal, vaciando lastes y largando cables de fondeo, permiten al dispositivo salir a la superficie para efectuar labores de mantenimiento y traslado. 5 horizontal thanks to the action on ballast tanks, maintaining the desired depth with the help of the anchoring system. When the pushing units are in a horizontal position, emptying the ends and laying anchor cables, they allow the device to surface to perform maintenance and transfer work.

10 En otro aspecto de la invención, el dispositivo podrá contar con un sistema de control de lastre de agua de cada una de las unidades de empuje y/o del domo central y de un sistema de control de fondeo, compuesto por chigres y cables de fondeo, cuya operación conjunta permite controlar la profundidad y orientación del dispositivo, optimizando la energía extraída y/o reduciendo los esfuerzos de fatiga. Concretamente, este sistema de fondeo compuesto In another aspect of the invention, the device may have a water ballast control system of each of the thrust units and / or the central dome and an anchoring control system, consisting of winches and cables. anchoring, whose joint operation allows to control the depth and orientation of the device, optimizing the energy extracted and / or reducing fatigue efforts. Specifically, this compound funding system

15 por los chigres y los cables de fondeo, el cual puede emplearse tanto en el domo central como en alguna de las unidades de empuje o flotadores, permite regular la longitud de los cables fondeo que unen el dispositivo al fondo, por medio de los citados chigres, los cuales son sumergibles, con lo que el dispositivo puede operar a distintas profundidades, aprovechando la velocidad óptima de la corriente, cambiar de altura, durante el giro 15 by the winches and the anchoring cables, which can be used both in the central dome and in some of the thrust units or floats, it allows to regulate the length of the anchoring cables that connect the device to the bottom, by means of the aforementioned winches, which are submersible, so that the device can operate at different depths, taking advantage of the optimal speed of the current, changing height, during the turn

20 necesario en el cambio de sentido de la corriente dentro de cada ciclo de marea, salir a la superficie y sumergirse, durante las operaciones de instalación, mantenimiento a flote y desmontaje. Por su parte el sistema de control de lastres, mediante el control del volumen total y posición del domo y/o las unidades de empuje, permite que el dispositivo se pueda mantener con su plano principal vertical en operación, contrarrestando los pares producidos 20 necessary to change the direction of the current within each tidal cycle, surface and submerge, during installation, afloat and dismantling operations. For its part, the ballast control system, by controlling the total volume and position of the dome and / or the pushing units, allows the device to be maintained with its vertical main plane in operation, counteracting the produced pairs

25 por los rotores y los de resistencia hidrodinámica, que pueda girar a una posición horizontal 25 for rotors and hydrodynamic resistance, which can rotate to a horizontal position

o invertida, con el cambio de marea y que pueda permanecer en horizontal, con estabilidad y respuesta de movimientos ante las olas, siendo adaptable su profundidad, en la superficie durante el mantenimiento o transporte. or inverted, with the change of tide and that it can remain horizontal, with stability and response of movements before the waves, its depth being adaptable, on the surface during maintenance or transport.

30 En otro aspecto de la invención, la pluralidad de unidades generadoras y unidades de empuje se podrán disponer según un polígono regular donde las unidades de empuje se sitúan en los vértices del polígono estando conectadas entre sí por primeras estructuras en celosía que actúan como primeros elementos de conexión principales y las unidades generadoras se sitúan en los puntos medios de dichas primeras estructuras en celosía que In another aspect of the invention, the plurality of generating units and pushing units may be arranged according to a regular polygon where the pushing units are located at the vertices of the polygon being connected to each other by first lattice structures that act as first elements. of main connection and the generating units are located in the midpoints of said first lattice structures that

35 conforman el polígono. El empleo preferente de estructuras de tipo celosía servirá para reducir la resistencia hidrodinámica durante el transporte y facilitar la construcción y montaje. Adicionalmente se podrá disponer, en el centro de dicho polígono, el domo central, conectado a las unidades de empuje mediante segundas estructuras en celosía que actúan como segundos elementos de conexión principales, disponiéndose además unos tirantes 35 make up the polygon. The preferred use of lattice-type structures will serve to reduce hydrodynamic resistance during transport and facilitate construction and assembly. Additionally, the central dome, connected to the push units by means of second lattice structures that act as second main connecting elements, may also be arranged at the center of said polygon.

imagen7image7

5 que conectan entre sí a las segundas estructuras en celosía y que actúan como elementos de conexión complementarios. Estas segundas estructuras en celosía y los mencionados tirantes tienen la misión principal de rigidizar la estructura del dispositivo. 5 that connect the second lattice structures to each other and act as complementary connecting elements. These second lattice structures and the mentioned braces have the main mission of stiffening the structure of the device.

En otro aspecto de la invención, y de forma alternativa, todas las unidades de empuje se In another aspect of the invention, and alternatively, all thrust units are

10 podrán conectar a un punto central mediante primeros tirantes que actúan como segundos elementos de conexión principales y en donde las unidades generadoras contiguas se conectan entre sí a través de parejas de segundos tirantes que actúan como elementos de conexión complementarios. Es decir, en este caso, se ha prescindido del domo central y se emplean tirantes sustituyendo a las segundas estructuras en celosía. El conjunto de los 10 may connect to a central point by means of first braces that act as second main connection elements and where the adjacent generating units are connected to each other through pairs of second braces that act as complementary connection elements. That is, in this case, the central dome has been dispensed with and braces are used replacing the second lattice structures. The set of

15 citados tirantes proporcionan estabilidad ante deformaciones del anillo formado por los lados del polígono y, no es preciso el acceso a la zona central, con lo cual se pueden emplear rotores de tres palas en las unidades generadoras. De esta forma, se consigue que la estructura en este caso sea algo más flexible y se pueda adaptar el movimiento de las unidades tanto generadores como de empuje a corrientes de gran intensidad sin que se Said braces provide stability against deformations of the ring formed by the sides of the polygon and, access to the central area is not necessary, whereby three-blade rotors can be used in the generating units. In this way, it is achieved that the structure in this case is somewhat more flexible and the movement of both generating and thrust units can be adapted to high intensity currents without

20 produzcan desperfectos en el dispositivo. 20 cause damage to the device.

En otro aspecto de la invención, y de forma ventajosa, el polígono regular utilizado en el dispositivo podrá ser un hexágono, no siendo esta forma concreta en ningún caso limitativa. Otra disposición posible podrá consistir en que la pluralidad de unidades generadoras y de 25 unidades de empuje se sitúen según disposiciones poligonales rectangulares subdivididas en al menos un par de espacios cuadrados, en donde las unidades de empuje se sitúen en los vértices de los cuadrados, estando conectadas entre sí por primeras estructuras en celosía que actúan como primer elemento de conexión principal y las unidades generadoras se sitúen en los puntos medios de dichas primeras estructuras en celosía que conforman el 30 polígono, disponiéndose, únicamente, en los lados exteriores del perímetro del dispositivo, segundas estructuras en celosía que actúan como segundos elementos de conexión principales, entre alguna de las unidades generadoras y de las mismas con un soporte central. Esta disposición alternativa puede ser igual de eficaz que cualquier otra distribución poligonal regular en lo que se refiere a la facilidad del manejo en las operaciones de imagen8 In another aspect of the invention, and advantageously, the regular polygon used in the device may be a hexagon, this form not being in any case limiting. Another possible arrangement may be that the plurality of generating units and 25 pushing units are located according to rectangular polygonal arrangements subdivided into at least a couple of square spaces, where the pushing units are located at the vertices of the squares, being connected to each other by first lattice structures that act as the first main connection element and the generating units are located at the midpoints of said first lattice structures that make up the polygon, being disposed only on the outer sides of the perimeter of the device , second lattice structures that act as second main connection elements, between some of the generating units and of them with a central support. This alternative arrangement may be as effective as any other regular polygonal distribution in terms of ease of handling in the operations of image8

35 funcionamiento, mantenimiento y transporte del conjunto estructural del dispositivo. 35 operation, maintenance and transport of the structural assembly of the device.

o flotador y conjunto de estructuras en celosía y tirantes) permite una gran libertad de or float and set of lattice structures and braces) allows a great freedom of

La utilización de los módulos laterales básicos (unidad generadora UGEX, unidad de empuje The use of basic side modules (UGEX generating unit, thrust unit

configuraciones que facilitan la adaptación del diseño a las condiciones de cada localización. 5 Esta concepción modular facilita también los procesos de construcción, transporte y montaje configurations that facilitate the adaptation of the design to the conditions of each location. 5 This modular design also facilitates the construction, transportation and assembly processes

Breve descripción de los dibujos A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS A series of drawings that help to better understand the invention and that expressly relate to an embodiment of

10 dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta. 10 said invention presented as a non-limiting example thereof.

La figura 1 representa una vista en perspectiva del dispositivo para el aprovechamiento de las corrientes marinas multi-rotor con estructura poligonal objeto de la presente invención, para un primer modo de realización de la invención en el que el dispositivo tiene una forma Figure 1 represents a perspective view of the device for the use of multi-rotor marine currents with polygonal structure object of the present invention, for a first embodiment of the invention in which the device has a shape

15 hexagonal y dispone de un domo central. 15 hexagonal and has a central dome.

La figura 2 representa una vista esquemática de la configuración preferente de uno de los lados del polígono de la figura 1, en los que se dispone una estructura en celosía, en cuyo centro se dispone una de las unidades generadoras. Figure 2 represents a schematic view of the preferred configuration of one of the sides of the polygon of Figure 1, in which a lattice structure is arranged, in which center one of the generating units is arranged.

20 La figura 3 representa una vista en alzado del dispositivo para el aprovechamiento de las corrientes marinas multi-rotor con estructura poligonal objeto de la presente invención de las figuras 1 y 2, en un plano perpendicular a la dirección de la corriente, para el caso de unidades generadoras con rotores de dos palas. Figure 3 represents an elevation view of the device for the use of multi-rotor marine currents with polygonal structure object of the present invention of Figures 1 and 2, in a plane perpendicular to the direction of the current, for that matter of generating units with two-blade rotors.

25 La figura 4 representa una vista en perspectiva del dispositivo para el aprovechamiento de las corrientes marinas multi-rotor con estructura poligonal objeto de la presente invención, para un segundo modo de realización de la invención, en el que las no se dispone el domo central, en el que dos unidades de empuje centrales llevarán en su interior los equipos de Figure 4 represents a perspective view of the device for the use of multi-rotor marine currents with polygonal structure object of the present invention, for a second embodiment of the invention, in which the central dome is not provided , in which two central thrust units will carry inside the equipment

30 conversión y control, incluyendo los chigres de fondeo, quedando como tanques de lastre las dos unidades de empuje superiores mas las dos inferiores, en el que para la conexión de las unidades generadoras y/o las unidades de empuje con el centro del dispositivo se emplean tirantes en lugar de estructuras en celosía y en el que las unidades generadoras disponen de rotores de tres palas. 30 conversion and control, including anchoring gaps, the two upper thrust units plus the lower two remaining as ballast tanks, in which for the connection of the generating units and / or the thrust units with the center of the device they use braces instead of lattice structures and in which the generating units have three-blade rotors.

35 La figura 5 representa una vista en perspectiva del dispositivo para el aprovechamiento de las corrientes marinas multi-rotor con estructura poligonal objeto de la presente invención, para un tercer modo de realización de la invención en el que se emplea como medio de fondeo una boya auxiliar, en la que no son necesarios los chigres en el interior de las Figure 5 represents a perspective view of the device for the use of multi-rotor marine currents with polygonal structure object of the present invention, for a third embodiment of the invention in which a buoy is used as a means of anchoring auxiliary, in which the winches are not necessary inside the

imagen9image9

5 unidades de empuje, y en la que los cables de fondeo, de longitud fija, se enganchan en los soportes de las unidades generadoras, en lugar de en las unidades de empuje. 5 thrust units, and in which the anchorage cables, of fixed length, are hooked on the supports of the generating units, instead of on the thrust units.

La figura 6 representa una vista perspectiva del dispositivo para el aprovechamiento de las corrientes marinas multi-rotor con estructura poligonal, objeto de la presente invención, para Figure 6 represents a perspective view of the device for the use of multi-rotor marine currents with polygonal structure, object of the present invention, for

10 un cuarto modo de realización de la invención en el que el polígono base es un rectángulo subdividido para determinar dos espacios cuadrados para formar una estructura más compleja, y en la que en los lados interiores no se han dispuesto unidades generadoras y se ha utilizado un número mayor de cables de fondeo. A fourth embodiment of the invention in which the base polygon is a subdivided rectangle to determine two square spaces to form a more complex structure, and in which on the inner sides no generating units have been arranged and a greater number of anchoring cables.

15 La figura 7 representa una vista en planta de la solución de fondeo, para el dispositivo para el aprovechamiento de las corrientes marinas multi-rotor con estructura poligonal de las figuras 1 a 3, con dos cables de fondeo, cada uno manejado por un chigre independiente. 15 Figure 7 represents a plan view of the anchoring solution, for the device for the use of multi-rotor marine currents with polygonal structure of Figures 1 to 3, with two anchoring cables, each driven by a windlass Independent.

La figura 8 representa una vista en alzado de la maniobra de cambio de orientación del Figure 8 represents an elevation view of the orientation change maneuver of the

20 dispositivo de la figura 7, incluyendo las distintas posiciones que adopta el dispositivo cuando cambia el sentido de la corriente. 20 device of Figure 7, including the different positions that the device adopts when the direction of the current changes.

La figura 9A representa una vista en planta de una operación de mantenimiento de una unidad generadora que forma parte del dispositivo para el aprovechamiento de las corrientes Figure 9A represents a plan view of a maintenance operation of a generating unit that is part of the device for the use of currents

25 marinas multi-rotor con estructura poligonal objeto de la presente invención, donde dicha operación de mantenimiento consiste en el cambio de una unidad por otra, con una grúa, montada sobre una embarcación. 25 multi-rotor marine with polygonal structure object of the present invention, where said maintenance operation consists in the exchange of one unit for another, with a crane, mounted on a boat.

La figura 9B representa una vista en alzado de lo representado en la figura 9A. Figure 9B represents an elevation view of what is shown in Figure 9A.

30 La figura 10A representa una vista en planta de una operación de mantenimiento mayor de los equipos del domo central, que forma parte del dispositivo para el aprovechamiento de las corrientes marinas multi-rotor con estructura poligonal objeto de la presente invención, donde para dicha operación de mantenimiento es preciso utilizar la grúa, desmontando para Figure 10A represents a plan view of a major maintenance operation of the central dome equipment, which is part of the device for the use of multi-rotor marine currents with polygonal structure object of the present invention, where for said operation maintenance is necessary to use the crane, disassembling to

35 ello una de las unidades generadoras y hundiendo parcialmente el dispositivo, con lo que 35 one of the generating units and partially sinking the device, which

imagen10image10

La figura 10B representa una vista en alzado de lo representado en la figura 10A. Figure 10B represents an elevational view of what is shown in Figure 10A.

una embarcación tipo catamarán puede pasar por encima de este lado. A catamaran type boat can pass over this side.

P201430182 08-04-2014  P201430182 04-08-2014

5 La figura 11 es una vista esquemática de los componentes de una de las unidades generadoras que forman parte del el dispositivo para el aprovechamiento de las corrientes marinas multi-rotor con estructura poligonal objeto de la presente invención. 5 Figure 11 is a schematic view of the components of one of the generating units that are part of the device for the use of multi-rotor marine currents with polygonal structure object of the present invention.

La figura 12 es una vista esquemática de los componentes de una de las unidades de 10 empuje o flotadores que forman parte del el dispositivo para el aprovechamiento de las corrientes marinas multi-rotor con estructura poligonal objeto de la presente invención. Figure 12 is a schematic view of the components of one of the 10 thrust units or floats that are part of the device for the use of multi-rotor marine currents with polygonal structure object of the present invention.

En las figuras anteriormente citadas se identifican una serie de referencias que corresponden a los elementos indicados a continuación, sin que ello suponga carácter 15 limitativo alguno: In the aforementioned figures, a series of references are identified that correspond to the elements indicated below, without implying any limiting character:

1. one.
unidades generadoras generating units

2. 2.
unidades de empuje thrust units

3. 3.
lados del polígono que define la disposición del dispositivo sides of the polygon that defines the arrangement of the device

20 4. vértices del polígono que define la disposición del dispositivo 20 4. vertices of the polygon that defines the arrangement of the device

5. 5.
primeros elementos de conexión principales first main connection elements

6. 6.
elementos de conexión complementarios complementary connection elements

7. 7.
domo central central dome

8. 8.
segundos elementos de conexión principales second main connection elements

25 9. chigres 25 9. chigres

10. 10.
cables de fondeo anchoring cables

11. eleven.
cables de conexión a boya sumergida giratoria rotating submerged buoy connection cables

12. 12.
boya sumergida giratoria rotating submerged buoy

30 14. rotor de cada una de las unidades generadoras 30 14. rotor of each of the generating units

15. fifteen.
palas del rotor de cada una de las unidades generadoras rotor blades of each of the generating units

16. 16.
cuerpo estanco de cada una de las unidades generadoras watertight body of each of the generating units

17. 17.
elementos de conversión de energía de cada una de las unidades generadoras energy conversion elements of each of the generating units

18. tanques de lastre de cada una de las unidades de empuje 35 19. equipos complementarios y auxiliares incluidos en el interior de una de las unidades de 18. ballast tanks of each of the thrust units 35 19. complementary and auxiliary equipment included inside one of the units of

imagen11image11

21. segundas estructuras en celosía 21. second lattice structures

20. primeras estructuras en celosía 20. first lattice structures

empuje push

22. tirantes 22. braces

5 23. primeros tirantes 5 23. first braces

24. 24.
segundos tirantes second braces

25. 25.
espacios cuadrados square spaces

26. 26.
soporte central central support

27. 27.
operación con corriente hacia la derecha 10 28. posición horizontal sumergida operation with current to the right 10 28. submerged horizontal position

29. 29.
operación con corriente hacia la izquierda left current operation

30. 30
embarcación boat

31. 31.
grúa crane

32. 32
vaina soporte de las unidades generadoras en las estructuras en celosía 15 33. elementos de anclaje al fondo marino para los cables de fondeo support sheath for generating units in lattice structures 15 33. anchoring elements to the seabed for anchoring cables

34. 3. 4.
núcleo rotor de las unidades generadoras rotor core of the generating units

35. 35
bocina estanca de las unidades generadoras watertight horn of the generating units

36. 36.
eje principal de las unidades generadoras main axis of the generating units

37. 37.
multiplicadora de las unidades generadoras 20 38. chumacera de empuje de las unidades generadoras multiplier of the generating units 20 38. thrust bearing of the generating units

39. 39.
generador de las unidades generadoras generator of generator units

40. 40
freno eléctrico de las unidades generadoras electric brake of the generating units

41. 41.
primera cámara estanca de las unidades de empuje first tight chamber of the thrust units

42. 42
escotilla de acceso de las unidades de empuje 25 43. segunda cámara estanca de las unidades de empuje. access hatch of the push units 25 43. second sealed chamber of the push units.

Descripción detallada de la invención El dispositivo para el aprovechamiento de las corrientes marinas multi-rotor con estructura poligonal, objeto de la presente invención, tal y como se puede apreciar, por ejemplo, en las DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The device for the use of multi-rotor marine currents with polygonal structure, object of the present invention, as can be seen, for example, in the

30 figuras 1 y 2, está compuesto por un conjunto de unidades generadoras 1 modulares y extraíbles (UGEX) y un conjunto de unidades de empuje 2 o flotadores, cuasicurrentiformes, conectadas mediante estructuras, preferentemente de tipo celosía 20, 21 y por tirantes 22. Como se aprecia en la figura 11, cada una de las UGEX tiene un cuerpo estanco 16 de forma cuasi cilíndrica con los elementos de conversión 17 eléctricos y 30 figures 1 and 2, is composed of a set of modular and removable generating units 1 (UGEX) and a set of thrust units 2 or quasicurrentiform floats, connected by structures, preferably lattice type 20, 21 and braces 22. As can be seen in Figure 11, each of the UGEXs has a tight body 16 of quasi-cylindrical shape with the electric conversion elements 17 and

35 mecánicos en su interior y un rotor 14 en su exterior, preferiblemente de 2 o 3 palas 15, de 35 mechanical inside and a rotor 14 outside, preferably 2 or 3 blades 15, of

imagen12image12

paso fijo y se sujeta a la estructura a través de un soporte cilíndrico o vaina 32 en cuyo interior se dispone el sistema de conexión eléctrica y de señales entre la UGEX y el dispositivo (no representado en las figuras). Más concretamente, y tal y como se aprecia en la figura 11, los elementos de conversión 17 están a su vez formados por un núcleo rotor 34 5 del cual parten las palas 15 (no representadas), de una bocina estanca 35 acoplada a un eje principal 36 al igual que el núcleo rotor 34, estando además insertada en el citado eje principal 36 una multiplicadora 37 y una chumacera de empuje 38, la cual esta relacionada con un generador 39 el cual dispone de un freno eléctrico 40. Todos los elementos de conversión 17 citados están contenidos en el cuerpo estanco 16, evitando que entre agua al fixed passage and is attached to the structure through a cylindrical support or sheath 32 inside which the electrical and signal connection system between the UGEX and the device (not shown in the figures) is arranged. More specifically, and as shown in Figure 11, the conversion elements 17 are in turn formed by a rotor core 34 5 from which the blades 15 (not shown), of a sealed horn 35 coupled to an axis main 36 as well as the rotor core 34, being also inserted in said main shaft 36 a multiplier 37 and a thrust bearing 38, which is related to a generator 39 which has an electric brake 40. All the elements of conversion 17 mentioned are contained in the sealed body 16, preventing water from entering

10 interior del misma para no dañar a los elementos de conversión 17. 10 inside it so as not to damage the conversion elements 17.

En la figura 12 se puede apreciar como las unidades de empuje 2 o flotadores están divididos en su interior en una serie de tanques 18 de lastre que al ser lastrados con agua, en mayor o menor medida, permiten regular el empuje y par hidrostático del conjunto, y de 15 esta forma, controlar su profundidad y orientación. En el interior de las unidades de empuje 2 o flotadores, también es posible disponer una primera cámara estanca 41 en las que se coloquen distintos equipos complementarios y auxiliares 19, como por ejemplo, convertidores electrónicos, bombas, compresores, aparamenta eléctrica, sistemas de instrumentación y control, etc. En la parte superior de las unidades de empuje 2 se dispone In figure 12 it can be seen how the thrust units 2 or floats are divided inside into a series of ballast tanks 18 which, when weighed with water, to a greater or lesser extent, allow regulating the thrust and hydrostatic torque of the assembly , and in this way, control its depth and orientation. Inside the thrust units 2 or floats, it is also possible to have a first sealed chamber 41 in which different complementary and auxiliary equipment 19 are placed, such as electronic converters, pumps, compressors, electrical switchgear, instrumentation systems and control, etc. In the upper part of the thrust units 2,

20 una escotilla de acceso 42 a los citados equipos complementarios y auxiliares 19. En la parte inferior de la unidad de empuje se dispone una segunda cámara estanca 43 en cuyo interior se encuentre dispuesto el chigre 9 en el cual está enrollado el correspondiente cable de fondeo 10. 20 an access hatch 42 to said complementary and auxiliary equipment 19. In the lower part of the thrust unit there is a second sealed chamber 43 inside which the winch 9 is arranged in which the corresponding anchoring cable is wound 10.

25 Este conjunto de unidades generadoras 1 y de empuje 2 se pueden disponer según distintas distribuciones, pudiéndose situar dichas unidades en los lados 3 de un polígono o en los vértices 4 del mismo. 25 This set of generating units 1 and thrust 2 can be arranged according to different distributions, said units being able to be located on the sides 3 of a polygon or on the vertices 4 thereof.

Tal y como se observa en las figuras 1 y 3 en las cuales se ha representado un primer modo As can be seen in figures 1 and 3 in which a first mode has been represented

35 de segundas estructuras en celosía 21, completándose la estructura con tirantes 22 que se 35 of second lattice structures 21, the structure being completed with braces 22 that are

30 de realización de la invención, la estructura representada consiste en un polígono regular, concretamente un hexágono, en cuyos vértices 4 se disponen las unidades de empuje 2 que se conectan entre sí mediante primeras estructuras en celosía 20, en cuyo punto medio se disponen las unidades generadoras 1, estando las unidades de empuje 2 a su vez conectadas a un domo central 7, dispuesto en el centro geométrico del hexágono, a través imagen13 30 of embodiment of the invention, the structure represented consists of a regular polygon, specifically a hexagon, in whose vertices 4 the thrust units 2 are arranged which are connected to each other by first lattice structures 20, at whose midpoint the generating units 1, the pushing units 2 being in turn connected to a central dome 7, arranged in the geometric center of the hexagon, through image13

encargan de conectar entre sí, por su punto medio a las segundas estructuras en celosía 21 y por tanto describen una forma hexagonal, rigidizando de forma considerable el conjunto estructural del dispositivo. El domo central 7 está conectado a sendos cables de fondeo 10 unidos al fondo marino que mediante correspondientes chigres 9 colocados en el interior del 5 extremo esférico del domo (no visibles en la figura), que pueden regular la profundidad del conjunto. Por su porte en la figura 2 se ha representado uno de los lados 3 del polígono que conforma el conjunto estructural del dispositivo, en los dos extremos se disponen las unidades de empuje 2 o flotadores unidas por una de las primeras estructuras en celosía 20 y en cuyo punto medio se dispone una unidad generadora 1 conectada a la citada primera responsible for connecting each other, by their midpoint to the second lattice structures 21 and therefore describe a hexagonal shape, considerably stiffening the structural assembly of the device. The central dome 7 is connected to two anchoring cables 10 connected to the seabed which by means of corresponding winches 9 placed inside the spherical end of the dome (not visible in the figure), which can regulate the depth of the assembly. By its bearing in figure 2, one of the sides 3 of the polygon that forms the structural assembly of the device has been represented, at both ends the thrust units 2 or floats are arranged joined by one of the first lattice structures 20 and in whose midpoint is a generating unit 1 connected to said first

10 estructura en celosía 20 mediante un soporte o vaina 32. 10 lattice structure 20 by means of a support or sheath 32.

En la figuras 4 y 5 se han representado respectivamente un segundo y un tercer modo de realización de la invención, los cuales son variantes del primer modo de realización conservando su forma hexagonal. En lo que se refiere a la figura 4, se ha prescindido del 15 domo central 7, y las segundas estructuras en celosía 21 de la figura 1 se han sustituido por primeros tirantes 23 los cuales conectan las unidades de empuje 2 o flotadores con el centro geométrico del hexágono, y además conectan las unidades generadoras 1 con dicho centro geométrico. Además se ha prescindido de los tirantes 22 de la figura 1, y en su lugar, para hacer más rígido el conjunto, se han dispuesto parejas de segundos tirantes 24, los cuales 20 se encargan de conectar entre sí a las distintas unidades generadoras 1. En el caso de la figura 4 se ha optado por un sistema de fondeo “directo” con dos cables de fondeo 10 que conectan a dos unidades de empuje 2 o flotadores con el fondo marino y que con la ayuda de chigres 9 (no visibles en la figura) colocados en el interior del extremo esférico de las citadas unidades de empuje 2 regulan la profundidad de inmersión del dispositivo. En 25 cambio en a figura 5, en un tercer modo de realización, se ha optado por un sistema de fondeo “indirecto”, en este caso varias unidades generadoras 1 se conectan mediante cables de conexión 11 a una boya sumergida giratoria 12 y esta a su vez al fondo marino mediante un par de cables de fondeo 10. La boya sumergida giratoria 12 se encuentra descrita en la patente ES 2367616 B2 del mismo solicitante. Por tanto, los cables de 30 conexión 11 entre la boya 12 y el dispositivo tienen longitud fija y se pueden eliminar los chigres del dispositivo. En el caso de uso de palas de paso fijo, la corriente tiene que venir de un único sentido. Pero, en el caso de corrientes mareales, en las que existe un cambio de dirección de la corriente entre el flujo y el reflujo, es indispensable girar el dispositivo, por lo que para el caso de emplear una boya sumergida giratoria 12, la alineación se produce de In Figures 4 and 5, a second and third embodiment of the invention are respectively shown, which are variants of the first embodiment while retaining its hexagonal shape. As regards Figure 4, the central dome 15 has been dispensed with, and the second lattice structures 21 of Figure 1 have been replaced by first braces 23 which connect the thrust units 2 or floats with the center geometric hexagon, and also connect the generating units 1 with said geometric center. In addition, the braces 22 of Figure 1 have been dispensed with, and instead, to make the assembly more rigid, pairs of second braces 24 have been arranged, which 20 are responsible for connecting the different generating units 1 to each other. In the case of figure 4, a “direct” anchoring system with two anchoring cables 10 that connect two thrust units 2 or floats with the seabed and which with the help of winches 9 (not visible in the figure) placed inside the spherical end of said thrust units 2 regulate the immersion depth of the device. In change in Figure 5, in a third embodiment, an "indirect" anchoring system has been chosen, in this case several generating units 1 are connected by connecting cables 11 to a rotating submerged buoy 12 and is at turn to the seabed by means of a pair of anchoring cables 10. The rotating submerged buoy 12 is described in the patent ES 2367616 B2 of the same applicant. Therefore, the connection cables 11 between the buoy 12 and the device have a fixed length and the winches of the device can be eliminated. In the case of using fixed pitch blades, the current has to come from one direction only. But, in the case of tidal currents, in which there is a change of direction of the current between the flow and the reflux, it is essential to rotate the device, so that in the case of using a rotating submerged buoy 12, the alignment is produces of

35 forma automática. 35 automatically.

imagen14image14

En la figura 6 se ha representado un cuarto modo de realización del dispositivo en el cual el polígono base es un rectángulo subdividido para determinar dos espacios cuadrados 25 para formar una estructura más compleja. De forma más concreta, en este caso el conjunto 5 estructural está compuesto de seis unidades de empuje 2 o flotadores conectados entre sí mediante primeras estructuras en celosía 20 y entre cada pareja de unidades de empuje 2, en el punto medio de las estructuras 20 se colocan las unidades generadoras 1, en un total de seis unidades generadoras 1. En este caso se dispone un soporte central 26 que se conecta con las unidades de empuje 2 intermedias de los lados largos del rectángulo A fourth embodiment of the device in which the base polygon is a subdivided rectangle to determine two square spaces 25 to form a more complex structure is shown in Figure 6. More specifically, in this case the structural assembly 5 is composed of six thrust units 2 or floats connected to each other by first lattice structures 20 and between each pair of thrust units 2, at the midpoint of the structures 20 place the generating units 1, in a total of six generating units 1. In this case there is a central support 26 that connects with the intermediate thrust units 2 of the long sides of the rectangle

10 mediante primeras estructuras en celosía 20. Por su parte las unidades generadoras 1 se conectan entre si mediante segundas estructuras en celosía 21 situadas diagonalmente con respecto a los lados del rectángulo que constituye el conjunto estructural del dispositivo. En este caso, se ha utilizado un número mayor de cables de fondeo 10, concretamente cuatro conectados a las unidades de empuje 2 situadas en los vértices del rectángulo. 10 by first lattice structures 20. On the other hand, the generating units 1 are connected to each other by second lattice structures 21 located diagonally with respect to the sides of the rectangle constituting the structural assembly of the device. In this case, a greater number of anchoring cables 10 have been used, specifically four connected to the pushing units 2 located at the vertices of the rectangle.

15 En la figura 7 se ha representado una vista en planta de la solución de fondeo, para el dispositivo para el aprovechamiento de las corrientes marinas multi-rotor con estructura poligonal de las figuras 1 a 3, con dos cables de fondeo 10, cada uno manejado por un chigre 9 (no visible) independiente. Los cables de fondeo 10 se conectan al fondo marino 15 Figure 7 shows a plan view of the anchoring solution, for the device for the use of multi-rotor marine currents with polygonal structure of Figures 1 to 3, with two anchoring cables 10, each managed by an independent winch 9 (not visible). The anchoring cables 10 connect to the seabed

20 mediante elementos de anclaje 33. 20 by means of anchoring elements 33.

Conviene aclarar que en todas las figuras y con el fin de poder generalizar en la reivindicación principal se han designado a los primeros elementos de conexión principales 5 como primeras estructuras en celosía 20, a los segundos elementos de conexión It should be clarified that in all the figures and in order to be able to generalize in the main claim, the first main connection elements 5 have been designated as first lattice structures 20, the second connection elements

25 principales 8, dependiendo del modo de realización, como segundos elementos de conexión 21, o primeros tirantes 23 y a los elementos de conexión complementarios 6, dependiendo del modo de realización, como tirantes 22 o como segundos tirantes 24. 25 main 8, depending on the embodiment, as second connection elements 21, or first braces 23 and the complementary connection elements 6, depending on the embodiment, as braces 22 or as second braces 24.

Tal como se aprecia en la figura 8, en operación, el dispositivo está con su plano principal en As shown in Figure 8, in operation, the device is with its main plane in

35 aumentando la profundidad con mala mar o velocidades más altas. De esta forma se puede 35 increasing the depth with bad sea or higher speeds. This way you can

30 vertical y con el eje de los rotores en la dirección de la corriente. Si ésta fluye hacia la derecha, se alcanza la posición de equilibrio 27 a una profundidad que es función de la velocidad de la corriente (que es mayor en la superficie que en el fondo), de la longitud de los cables de fondeo y del empuje neto del dispositivo. Por tanto, se puede operar más cerca de la superficie cuando la velocidad de la corriente es baja y hay pocas olas, imagen15maximizar la cantidad anual de energía extraída y reducir los esfuerzos de fatiga. La disposición de los rotores “aguas abajo” del dispositivo produce un auto-alineamiento con la dirección de la corriente. 30 vertical and with the axis of the rotors in the direction of the current. If it flows to the right, the equilibrium position 27 is reached at a depth that is a function of the speed of the current (which is greater on the surface than at the bottom), the length of the anchoring cables and the thrust Device net Therefore, you can operate closer to the surface when the speed of the current is low and there are few waves, image15 Maximize the annual amount of energy extracted and reduce fatigue efforts. The arrangement of the "downstream" rotors of the device produces a self-alignment with the direction of the current.

5 Cuando disminuye la velocidad de la corriente y, por lo tanto las fuerzas hidrodinámicas, se procede a girar el dispositivo, pasando agua de lastre de los flotadores inferiores a los superiores, con lo que pasa de la orientación vertical a la horizontal 28, recogiéndose parte del cable de fondeo en caso de que no se desee que el dispositivo ascienda demasiado. 5 When the speed of the current decreases and, therefore, the hydrodynamic forces, the device is rotated, passing ballast water from the lower to the upper floats, thereby moving from the vertical to the horizontal orientation 28, collecting part of the anchoring cable in case you do not want the device to rise too much.

10 Cuando termina de cambiar el sentido de la corriente, un nuevo trasvase de lastre completa el giro del dispositivo, que pasa a adoptar la posición de operación 29, regulándose de nuevo la profundidad con ayuda de los chigres. 10 When you have finished changing the direction of the current, a new ballast transfer completes the rotation of the device, which starts to adopt the operating position 29, the depth being adjusted again with the help of the winches.

Para realizar las operaciones de mantenimiento, aprovechando ventanas de baja velocidad To perform maintenance operations, taking advantage of low speed windows

15 de la corriente y de oleaje moderado, una vez que está el dispositivo en horizontal y sumergido, se procede a vaciar parte (o todo) del agua de los lastres y a soltar cable de fondeo, con lo que emergerá de forma suave, quedando en la posición representada en las figuras 9A y 9B. En la posición base de mantenimiento, con una embarcación 30 de porte reducido, es posible el acceso a los flotadores con equipos en su interior, a través de las 15 of the current and of moderate swell, once the device is horizontal and submerged, it proceeds to empty part (or all) of the water from the ballasts and release the anchoring cable, which will emerge smoothly, remaining in the position represented in figures 9A and 9B. In the base maintenance position, with a small vessel 30, it is possible to access the floats with equipment inside, through the

20 escotillas situadas en los conos. Para realizar el cambio de una unidad generadora 1 UGEX, hay que desmontar sus pernos de unión con la vaina 32, desconectar su cable umbilical y subirla con una grúa 31 a la embarcación 30. El montaje de una unidad generadora 1 UGEX de reserva se realiza de forma inversa. 20 hatches located in the cones. To change a 1 UGEX generating unit, its connecting bolts with the sheath 32 must be disassembled, disconnect its umbilical cable and raise it with a crane 31 to the vessel 30. The assembly of a reserve 1 UGEX generating unit is carried out. in reverse.

25 En el caso de que se quiera realizar un mantenimiento de alguno de los chigres, desde la posición inicial de operación 27 se procede a provocar un giro en sentido contrario, quedando los rotores hacia abajo. Posteriormente se procede, largando cables y reduciendo el lastre, a emerger el dispositivo. 25 In the event that you want to carry out maintenance on any of the winches, from the initial operating position 27 you proceed to turn in the opposite direction, the rotors being down. Subsequently proceed, pulling cables and reducing the ballast, to emerge the device.

30 Puede verse que en las situaciones de flotación, el conjunto de los flotadores actúa como una plataforma semisumergible, con lo que el movimiento inducido por el oleaje será reducido. Además, controlando la cantidad de lastre remanente, se puede ajustar el periodo de resonancia de los movimientos del dispositivo y hacer que no coincida con el de las olas significativas. 30 It can be seen that in flotation situations, the float assembly acts as a semi-submersible platform, so that the movement induced by the waves will be reduced. In addition, by controlling the amount of remaining ballast, the resonance period of the movements of the device can be adjusted and not coincide with that of significant waves.

35 35

imagen16image16

Tal como se aprecia en las figuras 10A y 10B, en el caso de la alternativa con domo central 7, su acceso es más complejo. Para labores de inspección o sustitución de equipos ligeros, se puede acceder desde la embarcación 30 de mantenimiento, arriando un bote auxiliar (por ejemplo una embarcación neumática) que puede pasar entre las palas de una unidad 5 generadora 1 UGEX y una unidad de empuje 2 o flotador. Para ello, se precisa que no salga tanto del agua el dispositivo y que uno de los rotores tenga sus dos palas en dirección radial. En caso de mantenimiento mayor en el domo central 7, para mover equipos pesados, se puede acercar la embarcación 30 si es de tipo catamarán, quitando previamente una de las unidades generadoras 1 UGEX y sumergiendo el dispositivo hasta una cota adecuada, tal As can be seen in Figures 10A and 10B, in the case of the alternative with central dome 7, its access is more complex. For inspection or replacement of light equipment, it can be accessed from the maintenance vessel 30, by lowering an auxiliary boat (for example a pneumatic vessel) that can pass between the blades of a generator unit 5 UGEX and a thrust unit 2 or float. For this, it is necessary that the device does not leave the water so much and that one of the rotors has its two blades in the radial direction. In case of major maintenance in the central dome 7, to move heavy equipment, the boat 30 can be approached if it is of the catamaran type, previously removing one of the generating units 1 UGEX and submerging the device to a suitable height, such

10 como se ve en la figura 10. 10 as seen in figure 10.

Las unidades de empuje 2 o flotadores y las unidades generadoras 1 UGEX e incluso en el domo central 7, los cuales pueden tener equipos en cámaras estancas, podrán disponer de una escotilla de acceso situada en su extremo cónico. The push units 2 or floats and the generating units 1 UGEX and even in the central dome 7, which may have equipment in sealed chambers, may have an access hatch located at its conical end.

15 Como material preferente para todos estos elementos se utilizará el acero, si bien es factible el uso de materiales compuestos para los cuerpos más voluminosos, especialmente para las unidades de empuje 2 o flotadores. La estructura de los cuerpos que conforman las unidades generadoras 1 y de empuje 2, deberá ser resistente a la presión y preferentemente 15 Steel will be used as a preferred material for all these elements, although it is feasible to use composite materials for the bulkiest bodies, especially for thrust units 2 or floats. The structure of the bodies that make up the generating units 1 and thrust 2, must be resistant to pressure and preferably

20 estará compuesta por un carenado de entrada (casquete elipsoidal), un cilindro y dos troncos de cono para la parte estanca y un cono de carenado final. 20 will be composed of an entry fairing (ellipsoidal cap), a cylinder and two cone trunks for the sealed part and a final fairing cone.

En el caso de la figura 6 en la que se ha representado la alternativa con boya sumergida giratoria 12, los chigres 9 (no visibles en la figura) de regulación de la longitud de los cables 25 de fondeo 10 van dispuestos en el interior dicha boya 12 en lugar de estar en el dispositivo. In the case of figure 6 in which the alternative with rotating submerged buoy 12 has been shown, the winches 9 (not visible in the figure) for adjusting the length of the anchoring cables 25 are arranged inside said buoy 12 instead of being on the device.

El uso preferente de unión con estructuras en celosía 20, 21 formadas por tubos, con los diseños que se muestran en las figuras 1 a 6, hacen posible que el conjunto se pueda montar con medios limitados, presentando menos resistencia para el transporte en el mar y The preferred use of union with lattice structures 20, 21 formed by tubes, with the designs shown in Figures 1 to 6, make it possible for the assembly to be mounted with limited means, presenting less resistance to transport at sea Y

30 mejorando el comportamiento dinámico en flotación. Para el montaje, fundamentalmente, sólo hay que realizar una serie de uniones de tubos a tope, lo cual se puede llevar a cabo mediante robots de soldadura portátiles. 30 improving dynamic behavior in flotation. For assembly, basically, you just have to make a series of butt tube joints, which can be carried out using portable welding robots.

Por ejemplo, en fábrica se pueden armar cada una de las unidades de empuje 2 flotadores y imagen1735 For example, in the factory you can assemble each of the thrust units 2 floats and image17 35

pequeños tramos de tubo de las estructuras a las que se van a unir. Por otro lado, se fabrican las unidades estancas de las unidades generadoras 1 UGEX y las palas 15 de los rotores 14. El tercer bloque de fabricación lo constituyen los conjuntos estructurales de los las estructuras en celosía 20 y 21 y los tirantes 22. small sections of tube of the structures to which they are going to join. On the other hand, the watertight units of the generating units 1 UGEX and the blades 15 of the rotors 14 are manufactured. The third manufacturing block is the structural assemblies of the lattice structures 20 and 21 and the braces 22.

5 Cuando está montado todo el conjunto queda en una posición horizontal, con los rotores hacia arriba y, tras las pruebas a flote, se procede, con la ayuda de un remolcador, a trasladar el dispositivo a su lugar de operación. 5 When the whole assembly is mounted, it is in a horizontal position, with the rotors facing upwards and, after the afloat tests, we proceed, with the help of a tugboat, to move the device to its place of operation.

10 En paralelo se habrá instalado el sistema de fondeo, con los elementos de anclaje 33 al fondo (pilotes, anclas de succión, bases de gravedad, etc.) y los cables de fondeo 10 unidos en sus extremos libres a unidades de empuje 2 para que estén accesibles. También se habrá instalado el cable de exportación de energía (no representado) que debe ser dinámico y con un conector sumergible, pero de montaje en seco, en su extremo accesible en la 10 In parallel, the anchoring system will be installed, with the anchoring elements 33 at the bottom (piles, suction anchors, gravity bases, etc.) and the anchoring cables 10 connected at their free ends to thrust units 2 for That are accessible. The power export cable (not shown) must also be installed, which must be dynamic and with a submersible, but dry-mounted connector, at its accessible end in the

15 superficie. Cuando llega el dispositivo se unen los extremos de los cables de fondeo 10 a unos cables guía pre-enrollados en los chigres y se conecta el cable de exportación de energía, quedando en una situación similar a la de mantenimiento. El desmontaje se realiza de forma inversa. 15 surface. When the device arrives, the ends of the anchoring cables 10 are attached to pre-wound guide wires in the winches and the power export cable is connected, leaving a situation similar to that of maintenance. Disassembly is done in reverse.

20 twenty

imagen18image18

Claims (6)

imagen1image 1 1. Dispositivo para el aprovechamiento de las corrientes marinas multi-rotor con estructura poligonal, que comprende una pluralidad de unidades generadoras (1) modulares extraíbles 5 y una pluralidad de unidades de empuje (2) con capacidad de flotación y lastrado, caracterizado por que las unidades generadoras (1) y de empuje (2) van soportadas por una estructura tridimensional, compuesta por armaduras planas en celosía, que delimitan un contorno poligonal en cuyos lados y vértices van dispuestas las unidades generadoras y las unidades de empuje, en posiciones alternadas y distanciadas entre sí; cuyas unidades de 1. Device for the use of multi-rotor marine currents with polygonal structure, comprising a plurality of removable modular generating units (1) 5 and a plurality of thrust units (2) with floating and ballasting capacity, characterized in that the generating units (1) and thrust (2) are supported by a three-dimensional structure, composed of flat lattice reinforcements, which delimit a polygonal contour on whose sides and vertices the generating units and the thrust units are arranged, in alternate positions and distanced from each other; whose units of 10 empuje tienen capacidad de flotación y lastrado suficiente para provocar el giro de la estructura tridimensional alrededor de un eje horizontal, mediante variación en el lastrado de las unidades de empuje situadas a uno y otro lado de dicho eje horizontal. 10 thrust have sufficient buoyancy and ballast capacity to cause the three-dimensional structure to rotate around a horizontal axis, by varying the weighting of the thrust units located on either side of said horizontal axis. 2. Dispositivo según reivindicación 1ª caracterizado por que las unidades de empuje (2) se 2. Device according to claim 1 characterized in that the pushing units (2) are disponen en los vértices (4) del contorno poligonal y las unidades generadoras (1) se 15 disponen en un punto intermedio de los lados del contorno poligonal. they are arranged at the vertices (4) of the polygonal contour and the generating units (1) are arranged at an intermediate point on the sides of the polygonal contour.
3. 3.
Dispositivo según reivindicación 1ª caracterizado por que las unidades generadoras (1) se disponen en los vértices (4) del contorno poligonal y las unidades e empuje (2) se disponen en un punto intermedio de los lados del contorno. Device according to claim 1 characterized in that the generating units (1) are arranged at the vertices (4) of the polygonal contour and the units and thrust (2) are arranged at an intermediate point on the sides of the contour.
4. Four.
Dispositivo según reivindicación 1ª caracterizado por que comprende un domo central Device according to claim 1 characterized in that it comprises a central dome
20 (7), situado en el centro geométrico del contorno poligonal, cuyo domo está conectado a las unidades de empuje (2) y/o a las unidades generadoras (1) por medio de estructuras planas en celosía. 20 (7), located in the geometric center of the polygonal contour, whose dome is connected to the push units (2) and / or to the generating units (1) by means of flat lattice structures. 5. Dispositivo según reivindicaciones 1ª y 4ª caracterizado por que el domo central (7) y al 5. Device according to claims 1 and 4 characterized in that the central dome (7) and the menos parte de las unidades de empuje (2) y/o unidades generadoras (1) son portadoras de 25 chigres (9), cuyos cables de fondeo (10) fijan el dispositivo al fondo marino. less part of the thrust units (2) and / or generating units (1) are carriers of 25 winches (9), whose anchoring cables (10) fix the device to the seabed. 6. Dispositivo según reivindicación 1ª y 4ª caracterizado por que al menos parte de las unidades generadoras (1) y/o unidades de empuje (2) se conectan con respectivos cables 6. Device according to claim 1 and 4 characterized in that at least part of the generating units (1) and / or push units (2) are connected with respective cables (11) a una boya sumergida giratoria (12) que, a su vez, está fijada al fondo marino con un sistema de fondeo. (11) to a rotating submerged buoy (12) which, in turn, is fixed to the seabed with a funding system. 30 7. Dispositivo según reivindicación 1ª caracterizado por que la estructura tridimensional es de contorno hexagonal. Device according to claim 1, characterized in that the three-dimensional structure is of hexagonal contour. imagen2image2 imagen3image3 imagen4image4
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